Lebensmittelverarbeitung und immunologische Reaktionen

Eine Vielzahl der heutzutage verzehrten Lebensmittel sind verarbeitet worden. Hierdurch wird eine nicht enzymatische Reaktion zwischen Proteinen und Zuckern gefördert, die als Maillard-Reaktion (Maillard reaction, MR) bezeichnet wird. Maillard-Reaktionsprodukte (Maillard reaction products, MRPs) und fortgeschrittene Maillard-Glykierungsendprodukte (advanced Maillard reaction products, AGEs) geben Lebensmittelprodukten deren Geschmack, Geruch und Farbe und sind für die Lebensmittelindustrie von größter Bedeutung.

Gesundheit

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Die MR hat aufgrund deren Verbindung mit ernährungsvermittelten Entzündungserkrankungen einschließlich von Lebensmittelallergien, Alzheimer, Krebs und Diabetes zu Bedenken für die öffentliche Gesundheit geführt. Die immunologischen Mechanismen hinter den inhärenten und adaptiven Immunreaktion durch MRPs und AGEs werden jedoch noch nicht vollständig verstanden.

Diese Wissenslücke wurde im Zuge des Projekts DIET DERIVED AGES (The influence of processing method on the pro-inflammatory properties of food and pathogenesis of food-related diseases) adressiert. Dessen Ziel bestand darin, die Nährstoffqualität von Lebensmitteln signifikant zu verbessern und ernährungsvermittelten Entzündungen und Lebensmittelallergien vorzubeugen.

Eine Kombination aus Lebensmittelchemie und molekularer in-vitro-Untersuchungen ermöglichte Wissenschaftlern zu bestimmen, ob eine während der Erwärmung von Soyaproteineiweißextrakt (SPE) auftretende MR sich auf das IgE (Immunglobulin E)-bindende Potenzial, die Immunreaktivität und die Allergenität auswirkt. Hierdurch wurde ebenfalls ermöglicht, zu bestimmen, ob dies mit den Verarbeitungsbedingungen wie etwa der Erwärmungszeit und der Zugabe oder dem Weglassen von Zucker zusammenhängt.

SPE, das unter Zugabe von Glukose erwärmt wurde, zeigte höhere IgE-Bindungsfähigkeiten im Vergleich zu geregelter Wärme. Diese Erkenntnis deckte sich mit dem Basophilen-Aktivierungstest, bei dem im Falle einer Exposition gegenüber SPE, das unter Zugabe von Glukose erwärmt worden war, eine erhöhte basile Aktivität beobachtet werden konnte. Ferner zeigten 5 von 7 allergischen Patienten ein erhöhtes Proteinniveau für die Interleukine -13 und -15 (IL-13 und IL-15) nach der Inkubation peripherer mononukleärer Blutzellen (peripheral blood mononuclear cells, PBMCs) mit SPE, das mit Glukose erwärmt worden war.

Diese Resultate deuten darauf hin, dass die Veränderungen in der Proteinstruktur, die durch die MR verursacht werden, möglicherweise zu neuen Epitopen (der Teil des Antigens, an den sich Antikörper binden) führen, die in der Lage sind, Immunreaktionen zu induzieren. Um die Mechanismen zu entschlüsseln, über die die MRPs die Immunzellen veränderten, wurden zwei unterschiedliche Methoden (ELISA-basiert und zellbasiert) zur Messung der Interaktion von MRPs mit dem Rezeptor für fortgeschrittene Glykierungsendprodukte (receptor for advanced glycation endproducts, RAGE) optimiert.

Beide Tests ergaben, dass soyabasierte MRPs mit RAGE interagieren und dass die Stärke der Bindung sowohl mit der Erwärmungszeit als auch mit dem Niveau der MR zusammenhängt. Allem Anschein nach sind RAGE der Mechanismus, über den lebensmittelbasierte MRPs die entzündungsförderlichen Wege von Immunzellen aktivieren können.

DIET DERIVED AGES hat zu einem besseren Verständnis der größtenteils unbekannten Mechanismen geführt, die für Entzündungen verantwortlich sind, welche durch lebensmittelbasierte MRPs induziert werden. Dieser Ansatz entspricht den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation und der EU-Politik, welche den Bedarf für ein besseres Verständnis lebensmittelbedingter Entzündungserkrankungen auf molekularer Ebene hervorheben.

Schlüsselbegriffe

Maillard-Reaktion, DIET DERIVED AGES, ernährungsvermittelte Entzündung, Lebensmittelallergie, Soyaeiweißextrakt, betroffenes Immunglobulin E, mononukleäre Blutzellen, Rezeptor für fortgeschrittene Glykierungsendprodukte

Projektinformationen

DIET DERIVED AGEs

ID Finanzhilfevereinbarung: 302295

Projekt abgeschlossen

Startdatum 16 Oktober 2012

Enddatum 15 Juli 2015

Finanziert unter

• Specific programme "People" implementing the Seventh Framework Programme of the European Community for research, technological development and demonstration activities (2007 to 2013)

Gesamtkosten € 191 675,40

EU-Beitrag € 191 675,40

Koordiniert durch

WAGENINGEN UNIVERSITY
Netherlands